脊柱结核

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TUhjnbcbe - 2025/1/15 20:06:00
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疫情肆虐,又没有研发出特效药的当下,免疫力就非常重要了。因为我们都知道免疫力强的人太不容易生病,哪怕有一些小毛病,也会很快好起来。但你可能不知道,免疫力是能救命的,我们为什么还没有死掉,最大的功臣就是免疫系统。澳大利亚学者伊丹·本-巴拉克的这本《我们为什么还没有死掉:免疫系统漫游指南》用风趣幽默的语言,详细地为我们介绍关于免疫系统的知识。

在这本分析深入浅出,语言生动的小册子里,作者向我们展示了免疫系统是如何工作的,它是如何演化、发育而来的,它是如何被发现的,并展望了免疫的未来。本书将带领我们展开一场有趣的免疫系统漫游。

伊丹·本-巴拉克不仅是微生物研究的专家,同时也是科学史与哲学博士。他写这本书,主要是通过提出既然世界上有这么多可怕的疾病可能会降临到我们身上,但我们大部分人不仅活着,而且还活得健健康康的,这到底是怎么回事?通过对这个问题的多角度解答,为我们普及免疫学的基础知识,同时引导去了解生命与环境的关系。

免疫系统是如何工作的

俗话说,人上一百,形形色色。不同的人有好有坏,有丑有美,有男有女等等。无论人的外在有多大的区别,我们体内的微生物都在默默“照顾”着我们,就像《大话西游》里唐僧唱的《Onlyyou》。当然,微生物和人体也是互为依存的,它离不开人体的给养,人体离不开免疫系统的工作。

免疫系统的工作原理比较复杂,可能现在人类还没有完全研究明白。不过有一点是非常清楚的,那就是我们体内的每一个细胞都很清楚自己的职责,遇到危险时它们会向别的伙伴“呼救”,它们无时无刻都在我们的体内巡游,不但要做好本职工作,当自己被病毒感染时他们也会表现出大无畏的英雄主义——向同伴发出“我被病毒感染了,请杀死我”的信号。

细菌、病毒和寄生虫是人体的大敌,它们被统称为病原体。对病原体来说,人体就是一个完美的营养天堂,它们时刻都在试图用各种手段侵入人体,过上美好的寄生生活,不过想要侵入人体,也要面临免疫系统无情的阻击和绞杀。为了抵御病原体,我们在漫长的进化中形成了这套复杂、精密的免疫系统。就像要保卫自己的领土,除了战场上的军人,还要有雷达、侦察兵,情报员等等,才能确保自己不受伤害。

当然,病原体也非常狡猾,所谓魔高一尺,道高一丈,为了侵入人体,它们也是拼了。通过不断更新迭代来和免疫系统斗法,好比新冠病毒从贝塔进化到德尔塔变体,如今又升级成更厉害的奥密克戎。

还有,结核分支杆菌被肺部的巨噬细胞吞噬以后,会欺骗巨噬细胞,以免被送进溶酶体被消化掉。它们在巨噬细胞中获得营养并不断增殖,将猎手变成它的猎物。当它们增殖到一定程度,就会像科幻电影中的外星生物异形一样破壁而出,去感染别的细胞。这种情况下,身体就很难阻止它们了,这也是结核分支杆菌特别折磨人的原因。

作者说,每一种病原体都有独特的策略来操纵我们的免疫系统,否则它们三下两下就能被搞定,我们的世界也就不会存在肺结核、疟疾、艾滋病等等疾病了。

当然,我们的免疫系统也不是吃素的,尽管会被欺骗,甚至也会犯错,但病原体想要顺利地占领人体,也不是那么容易。一般来说,它们要突破三道防线。

第一道防线是我们的皮肤。你可别小看这具千篇一律好看的皮囊,它是免疫系统最外面的部分,大多数时候能有效抵抗病原体的入侵。病原体想要突破皮肤进入我们体内的概率不大,绝大多数都死在地板上、桌面上、手帕上;死于不适合的温度、皮肤上的洗手液、酒精,还有胃酸和肠道菌群的攻击。能够成功进入人体的病原体,已经是九死一生了。即便它们到达人体,人体的第二道防线先天免疫系统已经在等着了。

它们马上会遇到愤怒的先天免疫系统,这包括许多种细胞和分子,在自然选择的作用之下,演化出了许多办法来消灭入侵者。这简直就是刀山火海。如果细菌侥幸逃过了它们的攻击,还有一些专门识别细菌的蛋白质会黏附在其表面,把它标记出来,供好几种猎食细菌的细胞(吞噬细胞)食用——它们会把细菌整个吞下去,再用内部强大的化学武器来分解它。

如果病原体是病毒,并入侵到人体细胞内部,被感染的细胞会自杀。人体要依靠细胞之间的信任才能正常运行,一旦细胞感染或者受重创无法修复,身体就会期待它发出信号,通过特定的方式通知免疫系统:免疫细胞就会过来杀死感染细胞。没有感染的细胞也会提高警惕、严阵以待,防止中招。

必须承认,先天免疫系统的每一种防御策略总有一些病原体能够躲开、摧毁甚至利用它。这时,身体的最后一道防线适应性免疫系统就开始发挥作用了。病原体的好不容易穿越刀山火海,结果又迎来了更厉害的对手。

不过,适应性免疫需要时间,与快速还击的先天免疫相比,适应性免疫应对新威胁的反应相当慢,往往需要好几天的时间。

一开始,先天免疫系统通过信号分子对感染的早期应对已经表明了病原体的到来;接下来,抗原呈递细胞抵达淋巴组织,带着它们捕获的所有能够刺激适应性免疫应答的病原体成分——统称为抗原。抗原呈递细胞的功能是向适应性免疫系统展示病原体片段,以便适应性免疫系统分析抗原,为特异性应答做好准备;于是,整个系统进入应战状态,一旦被激活,就会针对该感染发起极为精确的打击。

适应性免疫系统主要靠两种淋巴细胞工作,B细胞和T细胞。分工上B细胞负责分泌抗体,也就是专门抵御某种病原体的大分子蛋白,可以把B细胞看作重型武器战略部队,T细胞更像陆军部队,负责杀伤等其他所有的工作。

T细胞和B细胞通过合作终于成功消灭病原体。之后,为了打仗动员出来的这些T细胞和B细胞会启动程序性自杀,只留下记忆细胞。将来这种病原体再入侵,适应性免疫系统就能识别出这种病原体,更高效地防控。这也是疫苗的原理:通过有控制地接触病原体,形成免疫记忆。

免疫系统的演化

在生物演化史上,脊椎动物的演化有一个分岔点,分出了两条支线。从大白鲨到人类,长着上下嘴巴的脊椎动物被称为“有颌类”。另外一个分支就是“无颌类”,七星鳗和盲鳗等少数物种属于这一类。在这两条分支上,免疫功能是独立演化的。比如无颌类没有T细胞和B细胞,但它们的免疫系统也跟B细胞一样,会利用基因随机重排的机制,增加抗原受体的多样性,并且同样有效。

这是典型的趋同演化,好比鸟和蝙蝠各自以不同的方式演化出了翅膀,我们目前还没搞清楚这个过程如何发生,为什么发生。只能假设生物应对不断变化的病原体时走上最佳选择的殊途同归。

对免疫系统来说,面对不断变化的病原体,既要随时准备迎战,又不能过多消耗自身;既要顾全大局,不能把所有外来细菌无差别杀灭,又要精准打击,不放过任何潜在的风险。所以最难的不是发起打击,而是精准打击。

人体中有很多微生物,它们大多数生活在肠道里。免疫系统和肠道菌群的关系比较复杂,它们有斗争、有合作、有协调,在互动中塑造了彼此。当一切顺利的时候,会达到一种对双方都有利的动态平衡。肠道表面的免疫系统的目标不是彻底消灭敌人,而是怎么和微生物和平共处。

免疫系统要区分不同的敌人,进行精准打击。病原体之间的差别很大,细菌是一种单细胞生物,其细胞结构跟人类的不一样,免疫系统想要认出它相对还比较容易。而病毒根本没有细胞结构,是一团被蛋白质外壳包裹的核酸(基因组),免疫系统想要识别它就难得多。免疫系统面对的挑战就是要对每一种威胁做出针对性的反应。

越复杂的系统越容易出错,免疫系统当然也会出错。有时候它会过度反应,耗费过多的资源去打击一个并没有那么厉害的病原体,过敏就是免疫系统反应过度的体现。免疫系统如果攻击胰岛细胞,就有可能造成1型糖尿病。

这其实很正常,也能够理解。人类的免疫系统是缓慢演化的,除了变动不居的环境条件,并没有受到任何其他因素的指引。它的演化目标是足够好,而不是完美。它的任务是,在不耗费太多资源的情况下,确保身体有相当大的把握顺利度过婴儿期、儿童期、青春期并进入成年,进而繁衍更多人类。尽管免疫系统可能出现漏洞,甚至会犯错,但有一点请大家放心,它们大多数情况下会忠实地完成自己的工作。

免疫学的发展情况

对疾病的研究从人类文明之初就开始了,但对人类免疫系统的研究则是相对晚近的事情,从19世纪下半叶科学家意识到细菌可以导致疾病算起来,免疫学也只有一个半世纪的历史。免疫、免疫的角色、免疫的功能这些都是人们到了19世纪末认识到的。不过,免疫系统的概念则是晚近才提出的。“系统”一词暗示着连贯、交流、调控、整合以及一个共同的目标或功能。

作为医学和基础科学融合产生的交叉学科,免疫学也同时继承了两种不同学科的习惯、目标和思维方式。举例来说,免疫学里有相信临床医学的阵营,也有相信基础医学的阵营;有支持细胞学派的阵营,也有支持体液学派的阵营;有鼓吹指导理论的阵营,也有鼓吹选择理论的阵营;有推崇免疫化学及免疫系统特异性的阵营,也有推崇免疫生物学及非特异性的阵营。有一些争论已经达成了共识,还有一些争论仍在继续。

很长一段时间,体液免疫占据了主流,而细胞免疫退居幕后。部分原因在于,抗体要比细胞更容易开展研究工作。它们更容易合成、分析和定量,因而更易于研究。细胞有一个复杂的、自动化的构造,而抗体虽然很大,但毕竟是单分子,因此在几十年里,抗体研究出现了许多有趣的结果。

我们现在知道,细胞免疫和体液免疫是相互补充的。正如“盲人摸象”,早期的免疫学家只是“摸”到了免疫系统的不同部位。不过,我们至今也没有了解到大象的所有细节,当然,也有可能,它根本不是一头大象。

在过去几年,免疫疗法治疗癌症取得了突飞猛进的发展。在过继性细胞疗法中,临床医生从患者体内取出有抗癌能力的T细胞,在体外进行增殖,复制出数百万克隆T细胞,然后再注射回患者体内。在T细胞中插入HIV病毒的基因,借助艾滋病毒的刀来治疗癌症。在放射免疫疗法中,把放射性分子结合到针对癌细胞的抗体上,癌细胞会接受更多辐射,对身体其余部分影响较小。

总结

当一个孩子呱呱坠地,他天生就适应了地球上的物理和化学环境,但是还要慢慢适应生物环境。氧气和重力在整个人类的生命周期中变化不大,但是病原体却不断在改变,而且变化得实在太快;我们的免疫系统必须有一定的灵活性才能应付这些变化。免疫系统的演化能力正是为了应对各种威胁。

我们也不要太担心,免疫系统不像人体其他系统一样,职能、作用一目了然,它会在肉眼不可见的情况下悄悄运行,不需要我们的指挥也能正常工作,好比一位默默无闻的扫地僧,在我们睡觉的时候已经为我们解决了大部分性命交关的问题。我们为什么还没有死掉,那是因为我们的身体非常精通免疫学。如果想要保持身体健康,活得更长久,很简单,别给免疫系统添乱就行。吃好,睡好,多运动,适度饮酒,不抽烟,不抽大麻,接种疫苗,不要太在乎干不干净,足够了。

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